Полумуфты соединительные для валов

Муфтами называются устройства, предназначенные для передачи вращения между валами совместно работающих узлов (агрегатов) машин, между частями составных валов (в валопроводах, трансмиссиях), а также для соединения с расположенными на них деталями (зубчатыми колесами, звездочками и т.д.). Кроме передачи вращающего момента, муфты отдельных типов могут выполнять дополнительные функции. Например, предохранять от перегрузки (предохранительные муфты), компенсировать неточности взаимного расположения валов (компенсирующие муфты), соединять и разъединять валы по команде оператора (сцепные управляемые муфты) и т.д.

Большинство муфт стандартизированы. Их применяют готовыми, подбирая по таблицам справочников.

Данное пособие будет посвящено постоянным муфтам, т.е., муфтам для постоянного соединения валов. Их устанавливают на те валы, которые по условиям работы требуют постоянного соединения узлов. Разъединение валов возможно в результате разборки муфты при остановленной машине.

Наиболее распространенные постоянные муфты приведены в приложении данного пособия.

При установке муфт основная проблема – это неточность взаимного положения валов: радиальное смещение (несоосность) d и угловое смещение (перекос) g (рис. 1). Следует помнить, что точность изготовления и установки этих узлов и агрегатов не может быть идеальной, даже если устанавливать их на одной раме. При установке их на отдельных рамах или фундаментах точность монтажа еще ниже. Поэтому, требуется предусматривать либо повышенную точность изготовления присоединительных поверхностей собираемых узлов, либо выполнять регулировку положения валов при монтаже (например, подкладывая шайбы под лапы редуктора и электродвигателя), что приводит к удорожанию сборки.

а	б	в
Рис. 1. Неточности взаимного расположения валов

Кроме того, опасные отклонения от точного взаимного расположения валов могут возникать и при рабочей нагрузке из-за недостаточной жесткости валов или в результате температурного расширения валов.

При установке на валы, имеющих небольшую несоосность или перекос, муфта стягивает их, в результате вал получает консольную нагрузку, что приводит к дополнительным изгибным нагрузкам вала, что в свою очередь, приводит к снижению усталостной прочности и долговечности, как вала, так и подшипников. Чем больше несоосность и перекос, тем сильнее эти нежелательные нагрузки.

1.2 Типы постоянных муфт

Постоянные муфты бывают:

Жесткие муфты

Жесткие (глухие) постоянные муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных валов. Кроме вращающего момента, они передают также изгибающий момент, перерезывающую (радиальную) и осевую силу, негативно сказывающихся на долговечности машины. Основная область применения – длинные валопроводы, а также валы при стесненных габаритах.

Рис. 8.2. Втулочные муфты

Втулочные муфты (рис. 8.2) являются простейшими. Муфта представляет собой втулку, насаживаемую на концы валов. От проворачивания на валу втулку удерживают штифты, призматические или сегментные шпонки, шлицы. Муфта отличается особо малыми габаритами, но сложна в монтаже, так как требует осевых перемещений агрегатов.

Рис. 8.3. Фланцевая муфта

Фланцевые (поперечно-свертные) муфты (рис. 8.3) применяются чаще втулочных. Муфта состоит из двух полумуфт, каждая из которых насаживается на свой вал отдельно. При монтаже узлов отверстия фланцев совмещаются и полумуфты стягиваются болтами. Если используются обычные крепежные болты, то вращающий момент передается за счет сил трения на торце полумуфты. Более предпочтительно использование призонных болтов, устанавливаемых без зазора, так как они передают значительно большую нагрузку. Фланцевые муфты допускают ударную нагрузку.

|	следующая лекция ==>
Протонный канал АТФ-синтазы	|	Компенсирующие муфты

Дата добавления: 2018-03-02 ; просмотров: 1707 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

1) Цепные муфты(см. табл. 4).

2) Зубчатые муфты(см. таб. 5).

1) Муфты упругие втулочно-пальцевые(см. табл. 1).

2) Муфты упругие со звездочкой(см. табл. 2).

3) Муфты с торообразной оболочкой(см. табл. 3).

Окончательный выбор того или иного типа муфты для применения в приводе следует делать на основании анализа условий работы привода, путем сравнения эксплуатационных характеристик муфт, их стоимости, массы, габаритов, технологических возможностей для изготовления и т.д.

2 Выбор муфты

2.1 Исходные данные для выбора соединительных муфт:

вращающий момент на соединяемых валах;

диаметры соединяемых валов;

частота вращения валов;

2.2 Расчетный вращающий момент вычисляется по формуле:

где — номинальный вращающий момент;

— табличное значение максимального вращающего момента, передаваемого муфтой.

k– коэффициент, учитывающий режим работы (ее динамическую составляющую): При спокойной работе и небольших разгоняемых при пуске массахk = 1,1…1,5; при неравномерной работе с толчками и средних разгоняемых массахk = 1,5…2,0; при ударной нагрузке и больших разгоняемых массахk = 2,5…3,0.

В таблице приведены рекомендованные значения коэффициента kдля различных типов машин:

Транспортеры ленточные, испытательные машины

Транспортеры цепные, скребковые, винтовые

Вентиляторы, компрессоры, насосы центробежные

Компрессоры и насосы поршневые

с непрерывным движением

с возвратно-поступательным движением

Мельницы шаровые, дробилки, молоты, ножницы

Краны грузоподъемные, элеваторы

Примечание: В передачах от поршневых двигателей значения на 50–80% больше.

По таблицам приложения, из подходящих по условиям работы типов муфт, подбираются муфты по посадочному диаметру валов с минимальным значением вращающего момента муфты (но не меньше расчетного вращающего момента). При этом скорость вращения валов не должна превышать максимальной скорости вращения муфты. Если соединяются валы разного диаметра, то подбор муфт идет по большему посадочному диаметру.

При выборе муфт можно столкнуться с ситуацией, когда по справочным таблицам невозможно подобрать муфту с диаметром посадочного отверстия, равным диаметру вала двигателя или редуктора. В этом случае предполагается, что муфта будет изготовлена по размерам из справочника, но с отверстием в одной из полумуфт по диаметру вала.

3 Установка полумуфт на валах

Полумуфты устанавливают на цилиндрические (ГОСТ 12080-66) или конические концы валов (ГОСТ 12081-66). При этом полумуфта должна быть закреплена на конце вала и зафиксирована от осевого смещения. Соединение полумуфт с валами может осуществляться с помощью шпонок, а также с помощью прямобочных или эвольвентных шлицев.

При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных валах (15 МПа) полумуфты сажают на гладкие цилиндрические концы валов при работе без толчков по переходным посадкам типаH7/k6, с умеренными толчками –H7/m6. При реверсивной работе, а также при сильно нагруженных валах (>15 МПа) применяют посадкуH7/n6. Для передачи вращающего момента используют шпоночное соединение.

При установке полумуфт на цилиндрические шлицевые концы валов и нереверсивной работе применяют посадки по центрирующим поверхностям: для прямобочных шлицев – H7/js6, для эвольвентных шлицев –7H/7n.

Установка полумуфт на цилиндрические валы с натягом и их последующие снятие вызывает затруднения, которые не возникают при конических концах валов. Поэтому при больших нагрузках, работе с толчками, ударами и при реверсивной работе предпочтительно полумуфты устанавливать на конические концы валов, несмотря на несколько большую сложность их изготовления. При такой установке нельзя упирать полумуфту в буртик вала, так как при этом не может быть гарантирован необходимый натяг.

Рис. 1. Установка полумуфт на конические концы валов.

Посадку полумуфты на конический конец вала выполняют с обязательным приложением осевой силы, например с помощью винта, через торцевую шайбу(рис. 1а, 1б) или с помощьюгайки(рис. 1в, 1г). Винты и гайки после затяжки стопорят.

Для достижения точного базирования, при относительно коротком отверстии (l_ст/d

Рис. 2. Установка полумуфт на цилиндрические концы валов.

При относительно длинной ступице при установке на цилиндрический конец вала полумуфту можно фиксировать другими способами (рис. 3).

На рис. 3аполумуфту фиксируютустановочным винтом. Если отверстие для винта сверлят не в шпонке, а на валу, то для устранения выпучивания при засверловке металла кромку отверстия притупляют фаской (рис. 3б).

Рис. 3. Установка полумуфт на длинные цилиндрические концы валов.

На рис. 3вполумуфту фиксируют на валуплоским пружинным кольцом. Вследствие погрешностейl,bиsмежду торцами кольца и полумуфты может возникнуть зазор. Если такой зазор нежелателен, между полумуфтой и кольцом ставяткомпенсаторное кольцо(рис. 3г), толщину которого подбирают или получают подшлифовкой торцов по результатам измерений при сборке.

На рис. 3дполумуфту фиксируют дваполукольца. От выпадания полукольца удерживает плоское пружинное кольцо. На рис. 3ефиксирующие полукольца крепят винтами к торцу полумуфты.

Муфты упругие втулочно-пальцевые (по ГОСТ 21424-93)

Ориентировочное соотношение некоторых размеров муфты:

Полумуфты должны изготавливаться следующих исполнений:

1 – с цилиндрическими отверстиями для длинных концов валов по ГОСТ 12080;

2 – с цилиндрическими отверстиями для коротких концов валов по ГОСТ 12080;

3 – с коническими отверстиями для длинных концов валов по ГОСТ 12081;

4 – с коническими отверстиями для коротких концов валов по ГОСТ 12081.

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

1. Для создания самодельной конструкции требуется звездочка, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
2. Передача вращения осуществляется при помощи цепи. За счет применения стали при изготовлении этого изделия существенно повышается прочность.
3. Подключение осуществляется за счет двух полумуфт. При этом звездочка должна распиливаться пополам. На каждую полумуфту будет навариваться обрезанная часть звездочки.
4. Крепление полумуфты осуществляется при помощи болтов. Однако, подобный способ соединения не рекомендуется в случае, если оказываемая нагрузка существенная. Фиксация разъемных элементов обеспечвается за счет шпонки при передаче большого усилия.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

1. Постоянные или соединительные.
2. Сцепные и управляемые.

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

1. Жесткие.
2. Глухие.
3. Соединительные.
4. Подвижные или гибкие.

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

1. Расширительные. Они характеризуются тем, что могут компенсировать осевое смещение деталей относительно друг друга.
2. Крестовые. Подобные механизмы устанавливаются в случае, когда есть вероятность радиального смещения.
3. Мембранные и поводковые, которые рассчитаны на радиальное и осевое смещение. Поводковые имеют специальный элемент, который обеспечивает фиксацию положения обоих элементов.

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

1. В большинстве случаев соединение проводится при помощи фланцев, которые являются частью различных механизмов. Также проводится монтаж жестких муфт, их насаживание проводится методом прессования.
2. Довольно большое распространение получил одноопорный вариант исполнения вала. В этом случае в качестве второй опоры применяется само соединение.
3. Также для фиксации могут применяться болты. При этом они должны плотно входить в отверстие, так как в противном случае могут возникнуть серьезные проблемы.
4. В рассматриваемом случае часто применяется зубчатая или поперечно-свернутая муфта.

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

1. Две полумуфты. Они насаживаются на концы валов, которые соединяются в одну систему.
2. Обе части рассматриваемой конструкции имеют центрирующие выступы и специальную выточку, соединение обеспечивается за счет прочных болтов.
3. Предохранительные муфты не могут проворачиваться за счет специального шпоночного отверстия.
4. Осевое смещение исключается за счет стопорных винтов, которые вворачиваются на торцах.

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

1. Конструкция состоит из двух полумуфт, которые фиксируются на обоих деталях. Подобным образом проводится монтаж устройства.
2. Фиксация одного элемента относительно другого проводится за счет упругой волнообразной ленточной пружины, который зачастую называется компенсатором.

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

1. Установка возможна в случае бокового или углового смещения валов в месте сопряжения.
2. Довольно большое распространение получили втулочно-пальцевые детали.

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

1. Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
2. Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
3. В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

1. Фиксация проводится за счет шпонки. Подобный способ характеризуется весьма высокой надежностью.
2. Насадка полумуфт выполняется в натяг. Это исключает вероятность появления люфта и других проблем.
3. При насадке нельзя прикладывать большое усилие, так как может возникнуть серьезный дефект.

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

1. Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
2. Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
3. Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.